7.2 Отражательная способность витринита и степень катагенеза ов

Измерение отражательной способности витринита Ro% относится к наиболее распространённым методом оценки степени созревания ОВ в осадках. Отражательная способность витринита измеряется как отношение интенсивностей отражённого и падающего пучков света. Согласно физическим законам отражения и преломления света,

доля интенсивности, Rо, луча монохроматического света, который нормально отражается от плоской поверхности куска витринита с показателем преломления n, погружённого в масло с показателем преломления, n_o (или в воздух с показателем n_а ), равна:

Показатели преломления n и n_o, определяются интегральной температурной историей образца витринита, т.е. функцией T(t). Основу метода составляет представление о том, что в процессе углефикации витринит меняет свою отражательную способность от значений Ro = 0.25% на стадии торфа до Ro=4.0% на стадии антрацита (Лопатин, Емец, 1987). Огромный фактический материал, накопленный к настоящему времени, дает возможность идентифицировать те или иные стадии созревания по измеренным значениям Ro%. При этом возможны вариации в значенияx Ro% для ОВ разного типа, а также в зависимости от содержания примесей в ОВ. Так, Ro = 0.50 % приблизительно соответствует началу главной стадии образования нефти для высокосернистыx керогенов, тогда как Ro = 0.55 - 0.60% - той же стадии для керогенов типа I и II (см. ниже), а Ro = 0.65 - 0.70% - для керогенов типа III (Gibbons et al., 1983; Waples 1985). Один из вариантов предполагаемого соответствия значений Ro% основным стадиям созревания ОВ и вычисляемым значениям температурно-временного индекса (ТВИ), обсуждаемого ниже, можно увидеть в табл.1-7а, а также на рис. 1-7. Соответствие стадий катагенеза значениям Ro, приведенное в таблице, основано на корреляционной связи вычисленных Температурно-Временных Индексов (ТВИ) и значений Ro%, измеренных в разных бассейнах мира, и является приближённым. Тем не менее, оно широко используется в литературе и обсуждается подробнее в разделе 7-5-1. Для удобства ориентации в различных шкалах катагенеза ОВ в табл.1-7б приводится также шкала соответствия значений

Табл.1—7а. Соответствие значений Ro% и ТВИ стадиям катагенеза ОВ (Waples,1985)

Стадии Катагенеза	Начало генерации жидких УВ	50% созревания керогена	Пик генерации жидких УВ	Конец генерации жидких УВ	Конденсат	Начало генерации сухого газа
Ro %	0.50-0.65	0.80	0.90-1.00	1.30	1.75	2.00-2.30
ТВИ	3-15	35	50-75	160	500	900-1600

отражательной способности витринита %Ro стадиям зрелости ОВ, принятым в российской нефтяной геологии.

Табл.1—7б. Соответствие значений Ro% стадиям катагенеза ОВ, принятым в российской нефтяной геологии (Парпарова и др., 1981)

Диагенез : ДГ3, ДГ2 и ДГ1 ------ Ro < 0.25%

Протокатагенез : ПК1 (0.25 £ Ro £ 0.30%)

ПК2 ((0. 30 £ Ro £ 0.42%)

ПК2 ((0.42 £ Ro £ 0.53%)

Мезокатагенез : МК1 (0.53 £ Ro £ 0.65%)

МК2 ((0. 65 £ Ro £ 0.85%)

МК3 ((0.85 £ Ro £ 1.15%)

МК4 ((1. 15 £ Ro £ 1.55%)

МК5 ((1.55 £ Ro £ 2.05%)

Апокатагенез : АК1 (2.05 £ Ro £ 2.50%)

АК2 ((2. 50 £ Ro £ 3.50%)

АК3 ((3.50 £ Ro £ 5.00%)

АК4 ((Ro > 5.00%)

Коротко скажем о некоторых проблемах, связанных с использованием измерений %Ro для оценки степени катагенеза ОВ. Они связаны прежде всего со сложностью выделения витринитовыx мацералов из ОВ осадочныx пород из-за иx большого разнообразия. Использование отражательной способности витринита для контроля палеотемпературных условий возможно, вообще говоря, лишь на основе витринита из угольных пластов и с меньшей надёжностью витринита из континентального (“terrestrial”) материнского ОВ в глинах с содержанием органического углерода, не превосходящим 0.5% . Но и в этих континентальных (terrestrial) сериях следует соблюдать осторожность, так как в таких породах как песчаники основная часть ОВ может быть переработана и изменена (Durand et al.1986). Необходимо учитывать также и тот факт, что в любом случае для Ro > 2% отражательная способность будет зависеть ещё и от давления. Следует соблюдать осторожность и в распространении концепции витринита на морские и озёрные серии пород, так как в таких породах частицы, отражательная способность которых измеряется, редко являются витринитами высших растений и в большинстве случаев

Рис. 1-7. Корреляция отражательной способности витринита, Ro%, и степени углефикации с другими индексами зрелости и с положением зон генерации и разложения нефти и газа Вверху: по (Kalkreuth and Mc Mechan, 1984), внизу по (Tissot et al., 1987).

являются битуминоидами от планктона, ошибочно принимаемые за витринит (Waples, 1985; Durand et al. 1986). По термофизическим свойствам они отличаются от витринита. Аналогичная проблема существует и для континентальных (terrestrial) пород кембрий-ордовика и более древних возрастов. Они не могут содержать витринита, так как высших растений тогда не существовало. Во всех красноцветных формациях ОВ окислено. В известняках витриниты сохраняются реже и, если они присутствуют там, то их отражательная способность может отличаться от значений для нормального витринита той же степени углефикации (Buntebarth and Stegena, 1986).

Определённые ошибки в этом методе оценки катагенеза ОВ будут возникать и вследствие значительных разбросов в измеряемыx значенияx Ro, а также из за того факта, что в разрезе бассейна всегда будут присутствовать горизонты, в которых выделение витринита затруднено или невозможно вовсе. Например, при низких уровнях зрелости выделение витринитовых мацералов представляет большую проблему, и в связи с этим надёжность измерений Ro для значений меньших 0.3 - 0.4% крайне низка (Waples et al. 1992). Зависимость отражательной способности витринита от исходного химического состава витринита будет существенной (Durand et al.1986). Это объясняет тот факт, что большой разброс в значениях Ro% часто наблюдается даже в пределах одного бассейна (Tissot et al.1987). Чтобы сделать ошибку от вариаций в химическом составе витринита минимальной измерения Ro% проводят на образцах правильного витринита, выделенного стандартной процедурой из органической материи континентального происхождения. Не рекомендуется использовать эквивалентные виды витринита в ОВ типов I и II при создании универсальных шкал соответствия значений Ro% степеням преобразования ОВ (Tissot et al. 1987).

И всё же, при разумном учете сделанных замечаний метод оценки уровня зрелости ОВ и контроля через него палеотемпературных условий погружения осадочной толщи по измерениям отражательной способности витринита относится в настоящее время к наиболее надежным и распространённым методам в практике анализа нефетгазоносных бассейнов.